Estudio de la mezcla óptima diesel aceite de palma usada como combustible de un motor a diesel

Abstract

Este estudio pretende determinar y caracterizar la mezcla óptima diesel aceite de palma para utilizarla como combustible en un motor diesel. Actualmente, el uso de los bio-combustibles están en auge en respuesta a los altos precios del petróleo y a las ventajas ambientales que estos brindan. Los oxigenados, como el biodiesel, son conocidos por su efecto en la reducción de emisiones por material particulado. El Ecuador es el segundo productor de aceite de palma en América, lo que muestra el gran potencial que tiene este país para la producción de bio-combustibles.

Las mezclas usadas en la experimentación se obtuvieron combinando diesel ecuatoriano y colombiano convencionales y varias dosificaciones de aceite de palma suministrado por DANEC S.A. Para llevar a cabo la evaluación de la mezclas, inicialmente se determinaron sus propiedades físico-químicas, aplicando los métodos recomendados por la ASTM. Las propiedades en análisis son la densidad API, viscosidad cinemática, destilación ASTM, punto de inflamación, número de cetano, poder calórico y puntos de nebulización y de vertido. Los parámetros de rendimiento y las emisiones se evaluaron en un motor a diesel del banco de pruebas PLINT TE-16 del Laboratorio de Motores de la ESPE. Para estas pruebas se usaron mezclas diesel-aceite de palma de 95:5, 90:10, 85:15, 80:20, 75:25 y 70:30%. Entre los parámetros analizados están la potencia, torque, consumo másico y específico de combustible, consumo másico de aire, relación aire - combustible, temperatura de los gases de escape y eficiencias térmica y volumétrica. Las emisiones de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), oxígeno (O2), hidrocarburos totales (THC), óxidos de nitrógeno (NOx) y material particulado se cuantificaron con un equipo de medición de gases portátil CLEAN AIR perteneciente a la CORPAIRE.

Los resultados de los ensayos indican que el torque y potencia máxima se reducen aproximadamente en 0,85% por cada 5% de aceite de palma añadido al diesel puro. Por el contrario, el consumo másico de combustible se incrementa en 1%. En general, se observan reducciones hasta del 10,5% en las emisiones de particulados y 22% en la concentración de CO. En contraste, se advierten incrementos de THC en el 27% y de NOx en el 7%. Adicionalmente, de las pruebas con el motor a diesel, se deduce que es necesario calentar las mezclas concentradas debido a su elevada viscosidad y alto punto de nebulización. La mezcla al 10 con ambos diesel, fue la que presentó las mejores propiedades de desempeño en comparación a la disminución de emisiones. Los resultados de la presente investigación sugieren que se podría utilizar este bio-combustible en motores a diesel sin embargo es necesario controlar la temperatura de combustión para evitar el incremento de los NOx.